(57)【要約】【目的】エンドミルの切粉や切削油などを簡単な構造で効率的に除去するとともに、冷却効率を上げる。【構成】工具本体１の先端に設けた一対の突部３，３間に軸４を渡し、その上に切刃５と羽根部材６をそれぞれ回転自在に同軸支持する。切刃５の外周部には刃部１０を設け、その内側表面に回転誘導溝１１を形成し、切削時に回転誘導溝１１を通る被切削片１４により切刃５を回転させる。羽根部材６は切刃５より小径であり、翼断面の翼形状部２１を備え、工具本体１の回転による気流で揚力を発生し、切刃５と逆方向へ回転して切刃５へ冷却風を送る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の回転軸端に装着されて、回転軸と同軸に回転する工具本体と、この工具本体に装着されてワークを切削する切刃とを備えた切削工具において、
前記工具本体は、その中心軸と交差する方向の軸で前記切刃を先端部へ回転自在に支持し、
前記切刃は、円盤状をなし、その外周全周に刃部が形成されるとともに、
前記切刃を回転させるための切刃回転手段を備えることを特徴とする切削工具。
【請求項２】
前記切刃回転手段は、前記切刃側面に、切刃外周接線に対して鋭角かつ刃部先端から切刃内周に向かう複数条の回転誘導溝を形成し、前記ワークの切削抵抗力を前記回転誘導溝によって切刃回転力に変換させることを特徴とする請求項１の切削工具。
【請求項３】
前記切刃と隣り合って前記軸へ回転自在に支持され、前記切刃よりも小さな外径の羽根部材を備え、
この羽根部材は、前記軸に支持されるボス部と、このボス部から放射状に伸びる数本の翼形状部を備え、この翼形状部の横断面は、軸方向に略直線になる一方の線と、略放物線を描く他方の線とで構成されるとともに、すべての翼形状部の一方の線と他方の線は、同一方向に配置され、前記工具本体の回転に伴って前記翼形状部が風を受けることによって揚力を発生し、この揚力によって前記羽根部材が回転することを特徴とする請求項１又は２の切削工具。
【請求項４】
前記羽根部材と前記切刃とが互いに逆方向に回転することを特徴とする請求項３の切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フライス加工用のエンドミル等に好適の切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
フライス工具を長寿命化するため、工作機械の主軸端とフライス工具の間に装着した羽根の起こす風をフライス工具に送って切削油の除去を行い、さらに切刃チップ周辺に開けたエア穴よりエアを噴出させて切刃チップの冷却を行うことにより熱衝撃による切刃チップの欠損を防いでいるものが公知である（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３６０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来例においては、羽根の直径はフライス工具よりも大きくなければならず、加工物や機械周辺との干渉を考慮する必要があった。また、切刃チップ周辺に開けたエア穴よりエアを噴出させるため、エア通路の加工やエア供給機構が必要となり、装置の大型化や工具のコスト高の原因となる可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため請求項１は、工作機械の回転軸端に装着されて、回転軸と同軸に回転する工具本体と、この工具本体に装着されてワークを切削する切刃とを備えた切削工具において、前記工具本体は、その中心軸と交差する方向の軸で前記切刃を先端部へ回転自在に支持し、前記切刃は、円盤状をなし、その外周全周に刃部が形成されるとともに、前記切刃を回転させるための切刃回転手段を備えることを特徴とする。
【０００５】
請求項２は上記請求項１において、前記切刃回転手段は、前記切刃側面に、切刃外周接線に対して鋭角かつ刃部先端から切刃内周に向かう複数条の回転誘導溝を形成し、前記ワークの切削抵抗力を前記回転誘導溝によって切刃回転力に変換させることを特徴とする。
【０００６】
請求項３は上記請求項１又は２において、前記切刃と隣り合って前記軸へ回転自在に支持され、前記切刃よりも小さな外径の羽根部材を備え、この羽根部材は、中空のボスと、ボスから放射状に伸びる数本の翼形状部を備え、この翼形状部の横断面は、ボス軸方向に略直線になる一方の線と、略放物線を描く他方の線とで構成されるとともに、すべての翼形状部の一方の線と他方の線は、同一方向に配置され、前記工具本体の回転に伴って前記翼形状部が風を受けることによって揚力を発生し、この揚力によって前記羽根部材が回転するように構成することを特徴とする。
【０００７】
請求項４は上記請求項３において、前記羽根部材と前記切刃とを互いに逆方向に回転させるようにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１によれば、円盤状の切刃が回転しながら切削作業を行うため、以下の効果がある。
（１）工具本体の回転に加えて、切刃も回転するため、切粉や切削油等の除去を効果的に行うことができる。
（２）切削を行う刃部が常に入れ替わっていくため、切削熱の放熱を効果的に行うことができ、切刃の寿命を延ばすことができる。
【０００９】
請求項２によれば、刃部によって切削された被切削片が切刃側面に形成された回転誘導溝に誘導される際、その反力で切刃が回転する。したがって、特別な切刃回転機溝が必要なくなる。また、回転誘導溝の分だけ切刃の表面積が増加するので、切刃冷却性能も向上する。
【００１０】
請求項３によれば、以下の効果がある。
（１）羽根部材は切刃より外径が小さいため、加工物や機械周辺との干渉を考慮する必要がない。
（２）切刃と隣り合って配置されるため、切刃への送風効率が良い上、切粉や切削油の除去効果も高い。
（３）切刃と同軸であるため、切刃から伝達された切削熱を翼形状部から放熱することができる。
（４）工具本体の回転に伴う風により翼形状部に発生する揚力によって回転するため、羽根部材に特別な駆動機構を設ける必要がない。
【００１１】
請求項４によれば、以下の効果がある。
（１）切刃と羽根部材で互いの回転モーメントを打ち消し合うため、切刃の振れや振動を押さえることができ、工作精度や工具耐久性が向上する。
（２）切刃に当たる風速が上がり、切刃の冷却効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて実施の形態を説明する。図１はフライス工具であるエンドミルの先端部側を断面にて示す。工具本体１は、その一端を図示しない工作機械の回転主軸へ取付けられ、この回転主軸と一体に回転する軸状をなす。
なお、本例では時計回り方向（Ｄ矢示方向）へ回転するものとする。
【００１３】
工具本体１の先端に凹部２を形成し、この凹部２を挟んで対向する突部３，３間に渡した軸４上に切刃５と羽根部材６を同軸で回転自在に支持する。軸４は工具本体１の中心軸線と直交する方向に配置される。切刃５と羽根部材６は一部が凹部２内へ収容される。切刃５と羽根部材６の間にはスラストワッシャ７が設けられ、切刃５と羽根部材６が別々に回転可能になっている。
【００１４】
軸４は中空であり、一方の突部３側から挿入されたボルト８のネジ部を他方の突部３に設けられたナット部９へ締結することにより凹部２を挟んで対向する一対の突部３，３間に支持される。なお、切削油を使用しない場合は、軸４にオイルレスメタルを使用するか、軸４と切刃５及び軸４と羽根部材６の各間にシール付ローラーベアリングを設けるようにする。
【００１５】
切刃５は超硬合金等公知の工具に適した材料からなり、外周部を刃部１０とし、工具本体１の中心線側（内側という）へ曲がっている。また、この刃部１０の内側表面には回転誘導溝１１が形成されている。
【００１６】
図２は図１のＡ矢示方向図であり、図３は図１の３−３線断面図である。これらの図に示すように、切刃５は円盤状をなし、その外周部に設けた刃部１０の内側側面に形成された回転誘導溝１１は外周側が回転方向であるＢ矢示方向へ向かうように内周側から外周側へ弧状に複数条、一定間隔で形成されている。
【００１７】
すなわち、回転誘導溝１１は、切刃５の外周接線に対して回転方向で鋭角をなし、かつ刃部１０先端から切刃内周に向かって形成され、刃部１０により被加工物１３が切削された被切削片１４を内周側へ誘導させる。このとき被切削片１４が回転誘導溝１１内を移動することにより、その反力で切刃５がＢ矢示方向へ回転する。したがって、回転誘導溝１１は、ワークの切削抵抗力を切刃５の回転力に変換させるものであって、本願の切刃回転手段を構成する。符号１２は切刃５の中心部に形成される取付穴であり、軸４が貫通する。
【００１８】
図４は羽根部材６を図１のＡ矢示方向から示す図である。羽根部材６は伝熱性の良好な適宜材料からなるが、軽量なアルミ合金等の軽合金製が好ましい。羽根部材６は軸４が貫通するボス部２０から放射状に一体に突出する複数の翼形状部２１を有し、翼形状部２１の先端部である羽根部材６の外径は切刃５の外径より小さく、概略、回転誘導溝１１の内周側端部位置程度である（図１，２参照）。
【００１９】
図５は図４の５−５線断面であり、翼形状部２１の横断面形状を示す。この図に明らかなように翼形状部２１は翼断面をなし、内表面（切刃５側の表面）２２は略平坦であるが、反対側の外表面２３は中心線Ｅで対称形となる略放物線状をなし、工具本体１のＤ矢示方向回転によって翼形状部２１を気流が通過するとき、気流に直交する揚力Ｆを生じさせ、この揚力Ｆにより羽根部材６が軸４の回りに図４のＣ矢示方向へ回転するようになっている。なお、Ｃ矢示方向は、切刃５の回転方向であるＢ矢示方向と逆になるように設定する。
【００２０】
図５において、外表面２３を中心線Ｅで対称形となるようにした理由は、図４の図示右側の翼形状部２１と同左側の翼形状部２１では、それぞれが受ける気流の方向が、右側ではａ点からｂ点へ、左側ではｂ点からａ点へと逆転するためである。こうすることによって、左右の翼形状部２１に発生する揚力Ｆをが均一化されて羽根部材６の回転が安定し、振動等の発生が軽減される。
【００２１】
次に、本形態の作用を説明する。図１において、工具本体１が回転すると、切刃５の刃部１０が被加工物１３を切削する。この切削による被切削片１４は回転誘導溝１１内へ入って径方向内方へ導かれる。すると、この被切削片１４の移動により切刃５が回転力を受け、軸４の周りにＢ矢示方向へ回転する。
【００２２】
このため、工具本体１の回転に加えて、切刃回転手段である回転誘導溝１１により、切刃５も回転することにより、切粉や切削油の除去を効果的に行うことができる。また、切削を行う刃部が常に入れ替わっていくため、切削熱の放熱を効果的に行うことができ、切刃の寿命を延ばすことができる。
【００２３】
さらに、切刃回転手段として回転誘導溝１１を利用することによって、被切削片１３の移動で切刃５が回転するので、特別な切刃回転機溝が必要なくなる。また、回転誘導溝１１の分だけ切刃５の表面積が増加するので、切刃冷却性能も向上する。
【００２４】
また、羽根部材６は工具本体１の回転による気流を翼形状部２１が受けることにより、Ｂと逆のＣ矢示方向へ回転し、この回転により冷却ファンとして機能し、冷却風を切刃５へ送る。このとき、切刃５と隣り合って配置されるため、切刃５への送風効率が良くなり、切粉や切削油の除去効果も高くなる。
【００２５】
さらに、羽根部材６が軸４上にて切刃５と同軸であるため、切刃５から伝達された切削熱を翼形状部から放熱することができる。しかも、切刃５と羽根部材６が逆回転するため、互いの回転モーメントを打ち消し合い、切刃５の振れや振動を押さえることができ、工作精度や工具耐久性が向上する。そのうえ、切刃５に当たる風速が上がるため切刃５の冷却効率が向上する。
【００２６】
また、羽根部材６は、工具本体１の回転に伴う風によって翼形状部２１に発生する揚力Ｆによって回転するため、羽根部材６に特別な駆動機構を設ける必要がない。そのうえ、羽根部材６の外径が切刃５より小さいため、加工物や機械周辺との干渉を考慮する必要がない。
【００２７】
なお、本願発明は上記実施の形態に限定されず、各種の切削工具に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】エンドミルの刃部断面
【図２】図１のＡ矢示方向図
【図３】図１の３−３線断面図
【図４】羽根部材６を図１のＡ矢示方向から示す図
【図５】図４の５−５線断面
【符号の説明】
【００２９】
１：工具本体、２：凹部、３：突部、４：軸、５：切刃、６：羽根部材、１０：刃部、１１：回転誘導溝、１３：被加工物、１４：被切削片、２１：翼形状部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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